XX全省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽內(nèi)容與題目

1、關(guān)于舉辦 2012 年省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽校選拔的通知省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是省教育廳為培養(yǎng)在校大學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作精神、動(dòng)手能力，加強(qiáng)工程實(shí)踐素質(zhì)的訓(xùn)練，推動(dòng)課外科技活動(dòng)的開(kāi)展而倡導(dǎo)的學(xué)科競(jìng)賽。為了更好地參加省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，提早做準(zhǔn)備，我校啟動(dòng) 2012 年省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽校選拔、組織工作。現(xiàn)將有關(guān)事項(xiàng)通知如下：一、大賽意義大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽之一， 是面向大學(xué)生的群眾性科技活動(dòng)，目的在于推動(dòng)高等學(xué)校促進(jìn)信息與電子類(lèi)學(xué)科課程體系和課程容的改革，有助于高等學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育， 培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)與基本能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的人文精神和理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)； 有助于

2、學(xué)生工程實(shí)踐素質(zhì)的培養(yǎng)、提高學(xué)生針對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行電子設(shè)計(jì)制作的能力； 有助于吸引、 鼓勵(lì)廣大青年學(xué)生踴躍參加課外科技活動(dòng)，為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。二、選拔賽主題選拔大賽以“智能家居”為主題。要求參賽者采用現(xiàn)代電子技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)代住房結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，結(jié)合自己的創(chuàng)意設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居照明、空調(diào)、窗簾、以及其它家用電器的現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制、無(wú)線遙控、手機(jī)或座機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等遠(yuǎn)程控制；對(duì)家居環(huán)境、燃?xì)庠O(shè)施等進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)、防盜報(bào)警、管理等各種功能。三、組織機(jī)構(gòu)此項(xiàng)活動(dòng)由石油化工學(xué)院教務(wù)處主辦，計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院承辦，并成立競(jìng)賽組委會(huì)、 競(jìng)賽專(zhuān)家組， 負(fù)責(zé)選拔大賽的組織和評(píng)審，推薦學(xué)生參加第四屆省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽。

3、四、參加對(duì)象每個(gè)參賽隊(duì)學(xué)生人數(shù)不多于3 人。五、選拔方式參加選拔的隊(duì)伍充分發(fā)揮創(chuàng)造力，以所學(xué)的知識(shí)，圍繞“智能家居”的主題，自擬題目，以電子電路（含模擬和數(shù)字電路）應(yīng)用設(shè)計(jì)為主要容，可以涉及模 - 數(shù)混合電路、單片機(jī)、射頻電路、可編程器件、嵌入式系統(tǒng)、 EDA 軟件工具和 PC 機(jī)（主要用于開(kāi)發(fā)）的應(yīng)用，完成詳細(xì)的制作、設(shè)計(jì)方案，在 4 月 15 日前提交完整的設(shè)計(jì)方案，關(guān)鍵核心電路最好實(shí)現(xiàn)仿真。 5 月 10 日前舉行公開(kāi)的參賽作品演示（具體日期待定）及現(xiàn)場(chǎng)答辯。組委會(huì)會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)新性、可實(shí)現(xiàn)性等選拔導(dǎo)實(shí)現(xiàn)參加省 2012 電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽。10 組左右，并進(jìn)一步指附件二：大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)

4、賽題目( 題 A)板式倒立擺控制裝置( 題 B)無(wú)線氣象監(jiān)測(cè)裝置( 題 C)簡(jiǎn)易電阻 ? 電容和電感測(cè)試儀( 題 D)數(shù)字式工頻有效值多用表( 題 E)測(cè)量放大器( 題 F) 多路直流電源( 題 A) 板式倒立擺控制裝置一. 任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)板式倒立擺控制裝置， 通過(guò)對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制， 調(diào)節(jié)風(fēng)力大小，改變板式倒立擺轉(zhuǎn)角 ，并保證不讓板式倒立擺倒下，如圖 1所示。人機(jī)交互10cm控制器電機(jī)m倒c0立5擺風(fēng)扇角度檢測(cè)鉸鏈圖 1控制裝置示意圖控制對(duì)象為板式倒立擺，其的尺寸如圖2 所示。10cmmc板式倒立擺05鉸鏈圖板式倒立擺二. 要求1. 基本要求(1) 用手轉(zhuǎn)動(dòng)板式倒立擺時(shí)， 能夠數(shù)字顯示轉(zhuǎn)角

5、 。顯示圍為 010°，分辨力為 1°，絕對(duì)誤差 2°。(2) 通過(guò)操作鍵盤(pán)控制風(fēng)力大小， 使轉(zhuǎn)角能夠在 210°圍變化， 并要時(shí)顯示。2. 發(fā)揮部分通過(guò)操作鍵盤(pán)控制風(fēng)力大小， 使板式倒立擺轉(zhuǎn)角 穩(wěn)定在 0°± 5°圍的任意指定值。要求控制過(guò)程在10秒完成，實(shí)時(shí)顯示 。三 . 說(shuō)明(1) 調(diào)速裝置自制。(2) 風(fēng)扇選用臺(tái)式計(jì)算機(jī)散熱風(fēng)扇或其他形式的直流供電軸流風(fēng)扇， 但不能選用帶有自動(dòng)調(diào)速功能的風(fēng)扇。(3) 板的材料和厚度自定， 固定軸應(yīng)足夠靈活， 不阻礙板運(yùn)動(dòng)。 板形式及具體制作尺寸如圖 2所示。四. 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目主要容滿

6、分系統(tǒng)方案風(fēng)扇控制系統(tǒng)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)10風(fēng)扇控制電路10理論分析與計(jì)算角度測(cè)量原理控制算法風(fēng)扇控制電路設(shè)計(jì)計(jì)算10電路與程序設(shè)計(jì)控制算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)報(bào)告總體電路圖調(diào)試方法與儀器10測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果測(cè)試數(shù)據(jù)完整性測(cè)試結(jié)果分析摘要10設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)性設(shè)計(jì)報(bào)告正文的結(jié)構(gòu)圖表的規(guī)性總分50基本要求實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮部分完成發(fā)揮部分要求50( 題 B)無(wú)線氣象監(jiān)測(cè)裝置一. 任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)無(wú)線氣象監(jiān)測(cè)模擬裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊溫度、陰晴信息的探測(cè)。該裝置由 1 個(gè)監(jiān)測(cè)終端和不多于 16 個(gè)探測(cè)節(jié)點(diǎn)組成 （實(shí)際制作 2 個(gè)）。監(jiān)測(cè)終端和探測(cè)節(jié)點(diǎn)均含一套無(wú)線收發(fā)電路， 要求具有無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)功能，

7、收發(fā)共用一個(gè)天線。二. 要求1. 基本要求(1) 制作 2個(gè)探測(cè)節(jié)點(diǎn)。探測(cè)節(jié)點(diǎn)有編號(hào)預(yù)置功能，編碼預(yù)置圍為 0001B1111B。探測(cè)節(jié)點(diǎn)能夠探測(cè)其環(huán)境的溫度、濕度、風(fēng)速、陰晴信息。溫度測(cè)量圍為 0 100，絕對(duì)誤差小于 2；光照信息僅要求測(cè)量光的有無(wú)。探測(cè)節(jié)點(diǎn)采用兩節(jié) 1.5V 干電池串聯(lián)，單電源供電。(2) 制作 1個(gè)監(jiān)測(cè)終端，用外接單電源供電。探測(cè)節(jié)點(diǎn)分布示意圖如圖 1所示。監(jiān)測(cè)終端可以分別與各探測(cè)節(jié)點(diǎn)直接通信， 并能顯示當(dāng)前能夠通信的探測(cè)節(jié)點(diǎn)編號(hào)及其探測(cè)到的環(huán)境溫度和光照信息。探測(cè)D節(jié)點(diǎn) A監(jiān)測(cè)終端探測(cè)節(jié)點(diǎn) B圖 1 探測(cè)節(jié)點(diǎn)分布示意(3) 無(wú)線環(huán)境監(jiān)測(cè)模擬裝置的探測(cè)時(shí)延不大于 5s，

8、監(jiān)測(cè)終端天線與探測(cè)節(jié)點(diǎn)天線的距離 D不小于 1m。在01m距離，各探測(cè)節(jié)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)終端應(yīng)能正常通信。2. 發(fā)揮部分(1) 每個(gè)探測(cè)節(jié)點(diǎn)增加濕度、風(fēng)速信息。(2) 在監(jiān)測(cè)終端以數(shù)據(jù)庫(kù)形式存放探測(cè)節(jié)點(diǎn)信息。(3) 在監(jiān)測(cè)終端以曲線形式顯示探測(cè)節(jié)點(diǎn)信息。(4) 其他。三. 說(shuō)明(1) 光照有無(wú)的變化，采用遮擋光電傳感器的方法實(shí)現(xiàn)。(2) 發(fā)揮部分須在基本要求的探測(cè)時(shí)延和探測(cè)距離達(dá)到要求的前提下實(shí)現(xiàn)。(3) 設(shè)計(jì)報(bào)告正文中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要的測(cè)試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序用附件給出。四. 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目主要容系統(tǒng)方案無(wú)線環(huán)境監(jiān)測(cè)模擬裝置總體方案設(shè)計(jì)理論分析與計(jì)算

9、通信電路分析通信協(xié)議分析電路與程序設(shè)計(jì)總體電路圖工作流程圖設(shè)計(jì)報(bào)告調(diào)試方法與儀器測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果測(cè)試數(shù)據(jù)完整性測(cè)試結(jié)果分析摘要設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)性設(shè)計(jì)報(bào)告正文的結(jié)構(gòu)圖表的規(guī)性總分基本要求實(shí)際制作完成情況完成第（ 1）項(xiàng)完成第（ 2）項(xiàng)發(fā)揮部分完成第（ 3）項(xiàng)其他總分滿分101010101050502010101050( 題 C)簡(jiǎn)易電阻 ? 電容和電感測(cè)試儀一. 任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)數(shù)字顯示的電阻、電容和電感參數(shù)測(cè)試儀，示意框圖如下：電阻器電容器測(cè)試儀數(shù)字顯示電感器外供± 15V 電源（ 500mA）二. 要求1. 基本要求(1) 測(cè)量圍 : 電阻 1001M ; 電容 100pF10

10、000pF;電感 100H10mH。(2) 測(cè)量精度 : ±5%。(3) 制作 4位數(shù)碼管顯示器，顯示測(cè)量數(shù)值，并用發(fā)光二極管分別指示所測(cè)元件的類(lèi)型和單位。2發(fā)揮部分(1) 擴(kuò)大測(cè)量圍。(2) 提高測(cè)量精度。(3) 測(cè)量量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換。三 . 評(píng)分意見(jiàn)項(xiàng)目得分方案設(shè)計(jì)與論證理論計(jì)算與分析設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告電路圖50測(cè)試方法與數(shù)據(jù)結(jié)果分析基本要求實(shí)際制作完成情況50完成第（ 1）項(xiàng)20發(fā)揮部分完成第（ 2）項(xiàng)20完成第（ 3）項(xiàng)15特色與創(chuàng)新50( 題 D)數(shù)字式工頻有效值多用表一. 題目數(shù)字式工頻有效值多用表二. 任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能同時(shí)對(duì)一路工頻交流電（頻率波動(dòng)圍為50 ±1H

11、z、有失真的正弦波）的電壓有效值、電流有效值、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)進(jìn)行測(cè)量的數(shù)字式多用表。參見(jiàn)附圖。VVV(0 5V)壓電顯示器變換器0 500V檢測(cè)處I 理控制壓鍵盤(pán)流變換器020AVI (0 5V)多用表三. 要求1. 基本要求(1) 測(cè)量功能及量程圍a. 交流電壓： 0 500V；c. 有功功率： 0 5kW；d. 無(wú)功功率： 0 5kvar ；e. 功率因數(shù)（有功功率 / 視在功率）： 01。為便于本試題的設(shè)計(jì)與制作， 設(shè)定待測(cè) 0500V的交流電壓、0 20A的交流電流均已經(jīng)相應(yīng)的變換器轉(zhuǎn)換為05V的交流電壓。(2) 準(zhǔn)確度a. 顯示為位（ 0.000 4.999 ），有過(guò)量

12、程指示；更多位不限制。b. 交流電壓和交流電流：±（ 0.8 讀數(shù) 5個(gè)字），例：當(dāng)被測(cè)電壓為300V時(shí)，讀數(shù)誤差應(yīng)小于± （0.8 × 300V 0.5V ）± 2.9V；c. 有功功率和無(wú)功功率：±（ 1.5 讀數(shù) 8個(gè)字）；d. 功率因數(shù)：± 0.01 。(3) 功能選擇：用按鍵選擇交流電壓、交流電流、有功功率、無(wú)功功率和功率因數(shù)的測(cè)量與顯示。同時(shí)顯示也可以。2. 發(fā)揮部分(1) 用按鍵選擇電壓基波及總諧波的有效值測(cè)量與顯示。(2) 具有量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能， 當(dāng)變換器輸出的電壓值小于 0.5V 時(shí)，能自動(dòng)提高分辨力達(dá) 0.01V。

13、(3) 用按鍵控制實(shí)現(xiàn)交流電壓、 交流電流、有功功率、 無(wú)功功率在測(cè)試過(guò)程中的最大值、最小值測(cè)量。(4) 其它（例如擴(kuò)展功能，提高性能）。四 . 評(píng)分意見(jiàn)項(xiàng)目滿分方案設(shè)計(jì)與論證理論分析與計(jì)算設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告電路圖50測(cè)試方法與數(shù)據(jù)對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析基本要求實(shí)際制作完成情況50完成第一項(xiàng)20完成第二項(xiàng)15發(fā)揮部分完成第三項(xiàng)10完成第四項(xiàng)5發(fā)揮部分合計(jì)50五 . 說(shuō)明(1) 調(diào)試時(shí)可用函數(shù)發(fā)生器輸出的正弦信號(hào)電壓作為一路交流電壓信號(hào)； 再經(jīng)移相輸出代表同一路的電流信號(hào)。(2) 檢查交流電壓、交流電流有效值測(cè)量功能時(shí)， 可采用函數(shù)發(fā)生器輸出的對(duì)稱(chēng)方波信號(hào)。電壓基波、諧波的測(cè)試可用函數(shù)發(fā)生器輸出的對(duì)稱(chēng)方波

14、作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，測(cè)試結(jié)果應(yīng)與理論值進(jìn)行比較分析。( 題 E) 測(cè)量放大器一. 題目測(cè)量放大器二. 任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)測(cè)量放大器及所用的直流穩(wěn)壓電源。 參見(jiàn)圖 1。輸入信號(hào) VI 取自橋式測(cè)量電路的輸出。當(dāng) R1R2R3 R4時(shí)， VI 0。R2 改變時(shí)，產(chǎn)生 VI1 0 的電壓信號(hào)。測(cè)量電路與放大器之間有1 米長(zhǎng)的連接線。V A =+15VR1R310k10k直流電+V I壓放大V0+-+-R2R41m連器10k10kV B=-15V圖 1三. 要求1. 基本要求(1) 測(cè)量放大器a. 差模電壓放大倍數(shù) AVD1500，可手動(dòng)調(diào)節(jié)；b. 最大輸出電壓為± 10V，非線性誤差 <0

15、.5 ；5c. 在輸入共模電壓 +7.5V 7.5V圍，共模抑制比 KCMR>10； d. 在AVD500時(shí)，輸出端噪聲電壓的峰峰值小于 1V；e.通頻帶 010Hz ；f.直流電壓放大器的差模輸入電阻 2M （可不測(cè)試，由電路設(shè)計(jì)予以保證）。(2) 電源設(shè)計(jì)并制作上述放大器所用的直流穩(wěn)壓電源。由單相 220V交流電壓供電。交流電壓變化圍為 10 15。(3) 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)信號(hào)變換放大器，參見(jiàn)圖 2。將函數(shù)發(fā)生器單端輸出的正弦電壓信號(hào)不失真地轉(zhuǎn)換為雙端輸出信號(hào)， 用作測(cè)量直流電壓放大器頻率特性的輸入信號(hào)。函數(shù)信號(hào)變直流電壓放大器發(fā)生器換放大器V I2. 發(fā)揮部分(1) 提高差模電壓放大

16、倍數(shù)至 AVD1000，同時(shí)減小輸出端噪聲電壓。(2) 在滿足基本要求 (1) 中對(duì)輸出端噪聲電壓和共模抑制比要求的條件下，將通頻帶展寬為 0 100Hz以上。(3) 提高電路的共模抑制比。(4) 差模電壓放大倍數(shù) AVD可預(yù)置并顯示，預(yù)置圍 11000，步距為 1，同時(shí)應(yīng)滿足基本要求 (1) 中對(duì)共模抑制比和噪聲電壓的要求。(5) 其它（例如改善放大器性能的其它措施等）。四. 評(píng)分意見(jiàn)項(xiàng)目滿分方案設(shè)計(jì)與論證理論分析與計(jì)算設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告電路圖50測(cè)試方法與數(shù)據(jù)對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析基本要求實(shí)際制作完成情況50完成第一項(xiàng)5完成第二項(xiàng)10發(fā)揮部分完成第三項(xiàng)5完成第四項(xiàng)20特色與創(chuàng)新10發(fā)揮部分合計(jì)50五

17、. 說(shuō)明直流電壓放大器部分只允許采用通用型集成運(yùn)算放大器和必要的其它元器件組成，不能使用單片集成的測(cè)量放大器或其它定型的測(cè)量放大器產(chǎn)品。( 題 F) 多路直流電源一. 任務(wù)設(shè)計(jì)并制作交流變換為多路直流的穩(wěn)定電源。二. 要求1. 基本要求(1) 穩(wěn)壓電源在輸入電壓 220V、50Hz、電壓變化圍 15% 20%條件下：a. 輸出電壓可調(diào)圍為 +9V+12Vb. 最大輸出電流為 1.5Ac. 電壓調(diào)整率 0.2%（輸入電壓 220V變化圍 15% 20%下，空載到滿載）d. 負(fù)載調(diào)整率 1%（最低輸入電壓下，滿載）e. 紋波電壓（峰 - 峰值） 5mV（最低輸入電壓下，滿載）f. 效率 40%（輸

18、出電壓 9V、輸入電壓 220V下，滿載）g. 具有過(guò)流及短路保護(hù)功能(2) 穩(wěn)流電源在輸入電壓固定為 12V的條件下：a. 輸出電流： 4 20mA可調(diào)b. 負(fù)載調(diào)整率 1%（輸入電壓 12V、負(fù)載電阻由 200 300變化時(shí)，輸出電流為 20mA時(shí)的相對(duì)變化率）(3) DC-DC 變換器 在輸入電壓為 +9V +12V條件下：a. 輸出電壓為 +100V，輸出電流為 10mAb. 電壓調(diào)整率 1%（輸入電壓變化圍 +9V+12V）c. 負(fù)載調(diào)整率 1%（輸入電壓 +12V下，空載到滿載）d. 紋波電壓（峰 - 峰值） 100mV （輸入電壓 +9V下，滿載）2. 發(fā)揮部分(1) 擴(kuò)充功能a